Questões de Física - AFA | Gabarito e resoluções

(AFA - 2018) QUESTO ANULADA NA PROVA OFICIAL Trs cargas eltricas pontuais, q1, q2e q3esto fixas de tal forma que os segmentos de reta que unem cada par de carga formam um tringulo equiltero com o plano na vertical, conforme ilustra a figura a seguir. M o ponto mdio do segmento que une q2e q3.A carga eltrica q2 positiva e igual a Qenquanto que q1e q3 so desconhecidas.Verifica-se que o vetor campo eltrico Eno ponto Mgerado por estas trs cargas, forma com o lado que une q2e q3um ngulo de 19e est apontado para baixo. Sabendo-se, ainda, que a fora eltrica de interao entre as cargas q1e q2 menor que a fora eltrica entre q2e q3, correto afirmar que:

(AFA - 2018) Um corpo M de dimenses desprezveis e massa 10 kg movimentando-se emuma dimenso, inicialmente com velocidade V,vai sucessivamente colidindo inelasticamente com N partculas m, todas de mesma massa 1 kg, e com velocidades de mdulo v = 20 m/s, que tambm se movimentam em uma dimenso de acordo com a Figura 1, a seguir. O grfico que representa a velocidade final do conjunto vfaps cada coliso em funo do nmero de partculas N apresentado na Figura 2, a seguir. Desconsiderando as foras de atrito e a resistncia do ar sobre o corpo e as partculas, a coliso de ordem N0na qual a velocidade do corpo resultante (corpo M + N0 partculas m) se anula, ,

(AFA - 2018) Quando necessrio use: - Acelereao da gravidade: g = 10 m/s2; - sen 19 = cos 71 = 0,3; - sen 71 = cos 19 = 0,9; - Velocidade da luz no vcuo: c = 3,0108m/s; - Constante de Planck: h = 6,610-34Js; - 1 eV = 1,610-19J; - Potencial eltrico no infinito: zero. SECA VIRA TEMA DE EXCURSO E AULA DE CINCIA EM ESCOLAS Thais Bilenky de So Paulo 26/10/2014 02h00 (...) Como no Vera Cruz, a crise da gua tem motivado atividades em diversos colgios da cidade. Na rede municipal, 34escolas ficaram sem gua na semana passada. A Secretaria de Educao diz que incentiva debates sobre o tema e sua incluso em projetos interdisciplinares. Nas escolas particulares, problemas de abastecimento no so comuns. A falta de gua abordada para efeito pedaggico como no colgio Rio Branco, que tem promovido bate-papos e estudos. (...) Disponvel em: www1.folha.uol.com.br/cotidiano. Acesso em: 14 fev. 2017. Motivado pelo trecho do artigo acima exposto, um professor de fsica lanou um desafio para os alunos do 3 ano em uma escola onde, frequentemente, falta gua. Tal desafio consistia em determinar o volume dgua em um reservatrio de difcil acesso. Para a determinao deste volume dgua os alunos deveriam utilizar somente um circuito eltrico constitudo de um voltmetro ideal V,uma bateria de femigual a 12 Ve resistncia interna igual a 1, alm de um resistor hmico Rigual a 2e um reostato AB,feito de material de resistividade eltrica constante, cuja resistncia eltrica pode variar de 0a 4,de acordo com a posio da boia que ajustada pela altura do nvel dgua do reservatrio. Depois de algum tempo, os alunos apresentaram o projeto ao professor, conforme esquematizado na figura a seguir. De acordo com o projeto, o volume dgua no reservatrio pode ser calculado por meio da ddp nos terminais da bateria, registrada pelo voltmetro. Sendo a capacidade mxima deste reservatrio igual a 20 m3,desconsiderando as resistncias eltricas dos fios de ligao que esto isolados e o atrito do suporte da boia com o reostato, quando o voltmetro indicar 9,0 V,o volume dgua neste reservatrio ser, em m3, igual a:

(AFA - 2018) Em muitos problemas de fsica desprezam-se as foras de resistncia ao movimento. Entretanto, sabe-se que, na prtica, essas foras so significativas e muitas vezes desempenham um papel determinante. Por exemplo, no automobilismo, os veculos comumente possuem dispositivos aerodinmicos implementados, os quais tm a funo de contribuir para o aumento da Downforce, uma fora vertical, inversa sustentao, que busca incrementar a aderncia dos pneus ao asfalto atravs de um acrscimo na carga normal, permitindo que o veculo possa realizar as curvas com uma velocidade maior do que o faria sem estes dispositivos. (Trecho retirado da monografia intitulada Sistema ativo de reduo de arrasto aerodinmico por atuador aplicado a um prottipo de frmula SAE, de autoria de Danilo Barbosa Porto, apresentada na Escola de Engenharia de So Carlos, da Universidade de So Paulo, em 2016). Para avaliar o papel da Downforce, considere um carro de Frmula 1, de massa M, realizando uma curva em determinada pista plana. Ao se desprezar completamente os efeitos produzidos pelo seu movimento em relao ao ar, mas considerando o atrito entre pneus e o asfalto, o carro consegue fazer a curva, sem derrapar, a uma velocidade mxima V. Porm, ao levar em conta, especificamente, a atuao da Downforce D (desconsiderando a fora de arrasto) a velocidade mxima V do carro, nessa mesma curva, muda em funo de D. Nessas condies, o grfico que melhor representa a relao em funo de D

(AFA - 2018) O grfico seguinte representa a velocidade escalar vde uma partcula em movimento retilneo. Considerando que, em t = 0a partcula est na origem dos espaos ,o grfico que melhor representa a posio (S)dessa partcula at o instante t = 5 s

(AFA - 2018) Quando necessrio use: - Acelereao da gravidade: g = 10 m/s2; - sen 19 = cos 71 = 0,3; - sen 71 = cos 19 = 0,9; - Velocidade da luz no vcuo: c = 3,0108m/s; - Constante de Planck: h = 6,610-34Js; - 1 eV = 1,610-19J; Uma rampa, homognea, de massa m e comprimento L, inicialmente colocada na horizontal. A extremidade A,dessa rampa, encontra-se acoplada a uma articulao sem atrito. Na extremidade Best sentado, em repouso, um garoto, tambm de massa m.Essa extremidade Best presa ao cho, por um fio ideal, e ao teto, por uma mola ideal, de constante elstica k, conforme ilustra a Figura 1. Em um determinado instante o garoto corta o fio. A mola, que est inicialmente deformada de um valorx,passa a erguer lentamente a extremidade B da rampa,fazendo com que o garoto escorregue, sem atrito e sem perder o contato com a rampa, at a extremidade A,conforme Figura 2. Quando o garoto, que neste caso deve ser tratado como partcula, atinge a extremidadeA,a mola se encontra em seu comprimento natural (sem deformao) e a rampa estar em repouso e inclinada de um ngulo. Considerando go mdulo da acelerao da gravidade local, nessas condies, a velocidade do garoto em A, vale

(AFA - 2017) Uma partcula de massa pode ser colocada a oscilar em quatro experimentos diferentes, como mostra a Figura 1 abaixo. Para apenas duas dessas situaes, tem-se o registro do grfico senoidal da posio da partcula em funo do tempo, apresentado na Figura 2. Considere que no existam foras dissipativas nos quatro experimentos; que, nos experimentos II e IV, as molas sejam ideais e que as massas oscilem em trajetrias perfeitamente retilneas; que no experimento III o fio conectado massa seja ideal e inextensvel; e que nos experimentos I e III a massa descreva uma trajetria que um arco de circunferncia. Nessas condies, os experimentos em que a partcula oscila certamente em movimento harmnico simples so, apenas

(AFA - 2017) Em feiras livres ainda comum encontrar balanas mecnicas, cujo funcionamento baseado no equilbrio de corpos extensos. Na figura a seguir tem-se a representao de uma dessas balanas, constituda basicamente de uma rgua metlica homognea de massa desprezvel, um ponto de apoio, um prato fixo em uma extremidade da rgua e um cursor que pode se movimentar desde o ponto de apoio at a outra extremidade da rgua. A distncia do centro do prato ao ponto de apoio de 10 cm.O cursor tem massa igual a 0,5 kg.Quando o prato est vazio, a rgua fica em equilbrio na horizontal com o cursor a 4 cm do apoio. Colocando 1 kg, sobre o prato, a rgua ficar em equilbrio na horizontal se o cursor estiver a uma distncia do apoio, em cm, igual a

(AFA - 2017) Uma partcula de massa m,presa na extremidade de uma corda ideal, descreve um movimento circular acelerado, de raio R,contido em um plano vertical, conforme figura a seguir. Quando essa partcula atinge determinado valor de velocidade, a corda tambm atinge um valor mximo de tenso e se rompe. Nesse momento, a partcula lanada horizontalmente, de uma altura 2R,indo atingir uma distncia horizontal igual a 4R.Considerando a acelerao da gravidade no local igual a g,a tenso mxima experimentada pela corda foi de

(AFA - 2017) Um bloco escorrega, livre de resistncia do ar, sobre um plano inclinado de 30, conforme a figura (sem escala) a seguir. No trecho ABno existe atrito e no trecho BCo coeficiente de atrito vale. O bloco abandonado, do repouso em relao ao plano inclinado, no ponto Ae chega ao ponto Ccom velocidade nula. A altura do ponto A,em relao ao ponto B, h1, e a altura do ponto B, em relao ao ponto C, h2. A razovale

(AFA - 2017) A figura a seguir representa um circuito eltrico constitudo por duas baterias de resistncias internas desprezveis e sete resistores hmicos. Sendo que a mxima potncia dissipada em cada resistor no poder ultrapassar 10 W, a fem mxima que as baterias podero apresentar , em V,

(AFA - 2017) A Figura 1 abaixo representa um arranjo experimental para a obteno do espectro de emisso da luz emitida por uma lmpada de gs de hidrognio. Ao passar pelo prisma, a luz divide-se em quatro feixes de cores distintas: violeta, anil, azul e vermelho. Projetando-se esses feixes em um anteparo, eles ficam espalhados, como ilustrado na Figura 1. Considere agora a Figura 2, que ilustra esquematicamente alguns nveis de energia do tomo de hidrognio, onde as setas I, II, III e IV mostram transies possveis para esse tomo. Relacionando as informaes contidas na Figura 2 com as cores da luz emitida pela lmpada de gs de hidrognio mostrada na Figura 1, correto afirmar que a cor anil corresponde transio

(AFA - 2017) Um sistema composto por quatro cargas eltricas puntiformes fixadas nos vrtices de um quadrado, conforme ilustrado na figura abaixo. As cargas q1e q2so desconhecidas. No centro Odo quadrado o vetor campo eltrico E,devido s quatro cargas, tem a direo e o sentido indicados na figura. A partir da anlise deste campo eltrico, pode-se afirmar que o potencial eltrico em O.

(AFA - 2017) Na situao da figura a seguir, os blocos Ae Btm massas mA= 3,0 kge mB= 1,0 kg.O atrito entre o bloco Ae o plano horizontal de apoio desprezvel, e o coeficiente de atrito esttico entre Be Avale 0,4. O bloco Aest preso numa mola ideal, inicialmente no deformada, de constante elstica K = 160 N/mque, por sua vez, est presa ao suporte S. O conjunto formado pelos dois blocos pode ser movimentado produzindo uma deformao na mola e, quando solto, a mola produzir certa acelerao nesse conjunto. Desconsiderando a resistncia do ar, para que Bno escorregue sobre A,a deformao mxima que a mola pode experimentar, em cm,vale

(AFA - 2017) Um sistema termodinmico constitudo de n molsde um gs perfeito monoatmico desenvolve uma transformao cclica ABCDA representada no diagrama a seguir. De acordo com o apresentado pode-se afirmar que